Toczenie drewna

Obróbka skrawaniem jest to metoda otrzymywania przedmiotów (części maszyn) o wymaganym kształcie i wymaganej dokładności wymiarów za pomocą zdejmowania warstwy materiału odpowiednim narzędziem.

Jednym z podstawowych rodzajów obróbki skrawaniem jest toczenie.

Rozróżnia się następujące grupy tokarek: kłowe, uchwytowe, wielonożowe, rewolwerowe, tarczowe, karuzelowe, półautomaty i automaty tokarskie, kopiarki i zataczarki. Najbardziej rozpowszechnione są tokarki kłowe. Przedmiot obrabiany jest mocowany na tych tokarkach w kłach wrzeciona i konika i stąd ich nazwa. Tokarki kłowe dzieli się na: uniwersalne (pociągowe), produkcyjne, precyzyjne i ciężkie.

Zasadę działania tokarki pociągowej przedstawiono w sposób uproszczony na rysunku, przedmiot obrabiany 14 mocuje się w kłach wrzeciona 13 i tulei konika 16. Napęd uzyskuje się od silnika elektrycznego 12 za pośrednictwem przekładni pasowych i zębatych oraz tarczy zabierakowej 27, która obracając się wraz z wrzecionem 13, powoduje obrót przedmiotu obrabianego. Napęd z tarczy zabierakowej na przedmiot obrabiany jest przenoszony za pomocą palca zabierakowego 28 i zabieraka 29. Nóż 26 jest zamocowany w imaku nożowym 15, który wraz z suportem wykonuje ruch posuwowy p wzdłuż prowadnic 18 łoża. Łoże jest wsparte sztywno na dwóch podstawach 17 i 25. Suport otrzymuje napęd od wrzeciona 13. Ruch obrotowy wrzeciona n przenoszą koła zębate 1,2 lub 1,2,3 na koło 4, tworzące tzw. Nawrotnicę. Na wspólnym wałku z kołem 4 jest osadzone koło 5, z którym mogą być zazębione koła 6,7 lub 8. Koła zębate 5,6,7,8 nazywamy kołami wymiennymi. Za pośrednictwem kół wymiennych napęd jest przenoszony do skrzynki posuwów. Ze skrzynki posuwów napęd morze być przekazywany na śrubę pociągową 19 lub wałek pociągowy 20. W przypadku przesunięcia koła zębatego 9 do zazębienia z kołem 10 otrzymuje się napęd śruby pociągowej, a po zazębieniu kół 9 i 11 - napęd wałka pociągowego. Zwarcie dwudzielnej nakrętki 21 ze śrubą pociągową powoduje napęd suportu. Nakrętka 21 składa się z dwóch połówek, które mogą być jednocześnie dosunięte do śruby pociągowej (włączony napęd śruby pociągowej) lub odsunięte od niej (włączony napęd suportu). Obsada nakrętki jest połączona ze skrzynka suportowa 22, sztywno związaną z suportem dzięki czemu ruch obrotowy śruby pociągowej zostaje zamieniony na ruch posuwowy nakrętki 21 i połączonego z nią suportu wraz z nożem tokarskim. Napęd suportu od wałka pociągowego uzyskuje się za pomocą kółka zębatego 23, toczącego się po nieruchomej zębatce 24, przymocowanej do łoża tokarki. Do ręcznego przesuwu suportu służy kółko 30.

Rys. Uproszczony schemat tokarki pociągowej.

Rys. Tokarka do drewna. Wymiary gabarytowe.

Elementy noża tokarskiego

Nóż tokarski składa się z części roboczej i trzonka. Część robocza służy do skrawania materiału i obejmuje elementy konstrukcyjne związane bezpośrednio z pracą narzędzia.

Rys. Elementy części roboczej noża.

Częścią robocza noża tokarskiego nazywamy bryłę geometryczną ograniczoną powierzchniami takimi jak:

1. Powierzchnia natarcia jest to ta, po której spływają wióry.

2. Powierzchnia przyłożenia jest zwrócona do płaszczyzny obrabianej przedmiotu.

3. Pomocnicza powierzchnia przyłożenia jest zwrócona do powierzchni obrobionej.

4. Główna krawędź tnąca jest to linia przecięcia się powierzchni natarcia i powierzchni przyłożenia.

5. Pomocnicza krawędź tnąca jest to linia przecięcia się powierzchni natarcia i pomocniczej powierzchni przyłożenia.

6. Wierzchołek noża jest punktem przecięcia się głównej krawędzi tnącej i pomocniczej krawędzi tnącej.

Elementy geometryczne ostrza narzędzia rozpatruje się w dwóch podstawowych układach odniesienia ostrza narzędzia:

• w układzie wymiarowania, który określa geometrię niezbędnych do wykonania narzędzia.

• w układzie ustawienia narzędzia, zwanym układem roboczym.

Na rysunku przedstawiono płaszczyzny, w których rozpatruje się geometrie ostrza w układzie wymiarowania.

Rys. Płaszczyzny odniesienia układu wymiarowania noża tokarskiego:

1. rysunek perspektywiczny,

2. widok z góry.

Rys. Wpływ noża na wartość kątów αo i γo przy toczeniu zewnętrznym, gdy rozpatrywany punkt krawędzi skrawającej leży w płaszczyźnie: a) osi toczenia, b) powyżej osi toczenia, c) poniżej osi toczenia.

Siły działające na nóż podczas toczenia wzdłużnego.

Opór skrawania określamy wielkością siły wypadkowej P, przyłożonej do krawędzi tnącej noża, niezbędnej do przeprowadzenia procesu skrawania. Siłę skrawania P rozkładamy na jej składowe w pewnych określonych i dogodnych nam kierunkach prostokątnego, przestrzennego układu współrzędnych. W punkcie przyłożenia wypadkowej siły skrawania przecinają się więc trzy prostopadłe do siebie osie x, y, z. Zwykle osie współrzędnych umiejscawiamy w ten sposób, że oś y jest równoległa do osi narzędzia, z - do kierunku ruchu głównego, a x - do kierunku posuwu. Wypadkowa P, składowe Px, Py, Pz, i układ współrzędnych x, y z przedstawiono na rysunku.

Rys. siła skrawania P w przestrzennym układzie współrzędnych x, y, z.

Siły składowe oporu skrawania nazywamy odpowiednio:

1. posuwową siłą skrawania Px, składową siłę skrawania działającą w kierunku ruchu posuwowego,

2. styczną siłą skrawania Pz, składową siłę skrawania działającą w kierunku ruchu głównego,

3. odporową siłą skrawania Py, składową siłę skrawania działającą w kierunku prostopadłym do sił Px, Pz.

Noże do obróbki drewna - ręczne

Nóź taki opiera się na podpórkach i w czasie obróbki trzyma w rękach, wykonując nim ruchy posuwowe, decydujące o kształcie gotowego elementu. Aby ułatwić manipulowanie takim nożem, jest on zaopatrzony w drewniany trzonek. Do najczęściej stosowanych noży tokarskich zaliczamy:

(a - g) - noże do toczenia zewnętrznego,

(h - j) - noże do toczenia wewnętrznego.

1. 
   Nóż płaski prosty, do gładkiego toczenia powierzchni walcowych lub stożkowych.

2. Nóż płaski skośny, do gładkiego toczenia powierzchni walcowych lub stożkowych przy jednokierunkowym posuwie noża, równoległym do osi obrotu elementu.

3. 
   Nóż płaski dwustronnie skośny, do gładkiego toczenia powierzchni walcowych lub stożkowych przy dwukierunkowym posuwie noża, równoległym do osi obrotu elementu.

4. Nóż płaski półokrągły, do gładkiego toczenia powierzchni walcowych lub stożkowych oraz powierzchni tworzących krzywoliniowych.

5. Nóż żłobkowy (zdzierak), do wstępnego, zgrubnego toczenia.

6. Nóż wyżłobiak prosty, do toczenia wąskich rowków i wgłębień prostokątnych.

7. Nóż przecinak, do odcinania obrobionej, gotowej części.

8. Nóż prosty płaski, do gładkiego toczenia powierzchni walcowych lub stożkowych.

9. Nóż płaski półokrągły, do gładkiego toczenia wewnętrznych powierzchni walcowych i stożkowych oraz o zarysie krzywoliniowym.

10. Nóż haczykowy półokrągły, do zgrubnego wytaczania wewnętrznych powierzchni prostoliniowych i krzywoliniowych.

Zasady przygotowania narzędzi tokarskich do pracy.

Przygotowanie do pracy noży tokarskich polega na ich ostrzeniu. Ostrzy się je jednostronnie od strony płaszczyzny przyłożenia. Ostrzenie to odbywa się najczęściej na ostrzarkach zwykłych, a ostrzone narzędzia trzyma się w rękach zabieg ten należy wykonać tak, aby kształt krawędzi tnącej i kąt ostrza nie ulegały zasadniczym zmianom. Grubość szlifowanej warstewki powinna być niewielka, nie powodująca przegrzewania się noża. Po ostrzeniu krawędzie tnące przygotowuje się ostatecznie przez obciągnięcie drobnoziarnistą osełką.

Noże imakowe ostrzy się w taki sam sposób jak noże ręczne, tj. na ostrzarkach zwykłych. W trakcie ostrzenia należy tak ukształtować powierzchnie przyłożenia i natarcia noży, aby powstały właściwe wartości kąta przyłożenia i kąta natarcia. W obróbce drewna toczeniem przyjmuje się zwykle kąt przyłożenia nie przekraczający 20° , kąt ostrza noży do toczenia miękkich gatunków drewna 20° ÷ 30°, a dla drewna twardego 30° ÷ 40°.

Noże imakowe mocuje się w szczelinie zacisku znajdującego się na suporcie przy użyciu śrub zaciskowych. Nóż w suporcie należy docisnąć w takim położeniu, aby jego główna krawędź tnąca zajmowała wymagane położenie względem osi obrotu elementu i znajdowała się na wysokości jego osi obrotu.

Dobór obrotów wrzeciona

Opis wykonywanego ćwiczenia.

1. Omówić budowę wskazanych noży tokarskich.

2. Przygotować wskazane narzędzia tokarskie do pracy.

3. Sprawdzić położenie pasów i określić prędkość obrotową wrzeciona.

4. Sprawdzić stan uchwytu tokarskiego.

5. Ocenić stan techniczny konika.

6. Sprawdzić stan suportu.

7. Wykonać rozruch próbny.

8. Zatrzymać obrabiarkę.

9. Wytoczyć wałek jak na rysunku wykonawczym.

10. Opracować kartę instrukcyjna dla wałka jak na rysunku wykonawczym.

Zadanie dla ucznia.

1. Zadanie domowe: Samodzielnie narysować dowolnego, ale nie skomplikowanego kształtu wałek. Następnie zwymiarować ten wałek i ułożyć kartę technologiczną.

2. Zadanie na zajęciach: według wcześniej przygotowanego rysunku wykonawczego i karty technologicznej wykonać toczenie wałka na obrabiarce.

Wnioski.

Ćwiczenie zostało wykonane poprawnie, cele ćwiczenia zostały osiągnięte. Zapoznano się z budową i obsługa tokarki do drewna, budową noży tokarskich do drewna, następnie przygotowano narzędzia i stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia. Został wykonany rysunek wykonawczy, karta instrukcyjna według której wykonano wałek.

Podczas obsługi urządzeń mechanicznych (takich jak tokarka), należy zachować szczególne środki ostrożności i stosować się do przepisów BHP panujących na stanowisku pracy.

---